KR20240004034A - Water charge air cooler assembly of lean burn intake system - Google Patents

Water charge air cooler assembly of lean burn intake system Download PDF

Info

Publication number
KR20240004034A
KR20240004034A KR1020220082073A KR20220082073A KR20240004034A KR 20240004034 A KR20240004034 A KR 20240004034A KR 1020220082073 A KR1020220082073 A KR 1020220082073A KR 20220082073 A KR20220082073 A KR 20220082073A KR 20240004034 A KR20240004034 A KR 20240004034A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lean
water
intake system
cooled intercooler
passage
Prior art date
Application number
KR1020220082073A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
양일석
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020220082073A priority Critical patent/KR20240004034A/en
Publication of KR20240004034A publication Critical patent/KR20240004034A/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/045Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
    • F02B29/0462Liquid cooled heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/02Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
    • F02B27/0226Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the means generating the charging effect
    • F02B27/0268Valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)

Abstract

린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리는, i)상하단이 개방되고, 상측 단부를 통해 흡기 매니폴드와 결합되는 하우징과, ii)냉각수가 통과하는 냉각수 통로, 흡기 매니폴드와 연결되는 과급 공기 통로, 그리고 하우징의 내부 중심을 따라 형성되어 흡기 매니폴드와 연결되는 바이패스 통로를 포함하며, 하우징의 내부에 설치되는 열 교환부와, iii)과급 공기 통로 및 바이패스 통로와 연결되는 과급 공기 유입부를 포함하고, 하우징의 하측 단부와 결합되는 인렛 탱크와, iv)인렛 탱크에 설치되며, 액추에이터의 구동에 의하여 바이패스 통로를 선택적으로 개폐하는 밸브 조립체를 포함할 수 있다.A water-cooled intercooler assembly for a lean-burn intake system is disclosed. The water-cooled intercooler assembly of the lean-burn intake system according to an exemplary embodiment of the disclosed present invention includes i) a housing with open upper and lower ends and coupled to the intake manifold through the upper end, ii) a coolant passage through which the coolant passes, and an intake It includes a charge air passage connected to the manifold and a bypass passage formed along the inner center of the housing and connected to the intake manifold, a heat exchanger installed inside the housing, and iii) a charge air passage and bypass. It may include an inlet tank that includes a charge air inlet connected to the passage and is coupled to the lower end of the housing, and iv) a valve assembly that is installed in the inlet tank and selectively opens and closes the bypass passage by driving an actuator. .

Description

린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리{WATER CHARGE AIR COOLER ASSEMBLY OF LEAN BURN INTAKE SYSTEM}Water-cooled intercooler assembly of lean burn intake system {WATER CHARGE AIR COOLER ASSEMBLY OF LEAN BURN INTAKE SYSTEM}

본 발명의 실시 예는 린번(lean burn) 엔진에 적용되는 흡기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 과급 공기를 냉각수로 냉각하도록 되어 있는 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to an intake system applied to a lean burn engine, and more specifically, to a water-cooled intercooler assembly configured to cool charge air with coolant.

최근 들어, 전세계적인 배기 가스 배출 규제에 따라 전통적인 내연 엔진이 적용되는 차량이 감소하고 배기 가스 배출이 적은 전기 차량 또는 하이브리드 차량이 확산되는 추세에 있다.Recently, in accordance with global exhaust gas emission regulations, the number of vehicles equipped with traditional internal combustion engines is decreasing, and electric vehicles or hybrid vehicles with low exhaust gas emissions are increasing.

이중에서, 하이브리드 차량은 엔진과 구동 모터로 구성되는 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 차량이다. 하이브리드 차량은 구동 모터가 엔진의 동력을 보조하기 때문에, 하이브리드 차량에 적용되는 엔진은 주로 최고 열효율 운전점(또는, 최적 운전점)에서 동작된다.Among these, a hybrid vehicle is a vehicle that uses two or more power sources consisting of an engine and a drive motor. Since the drive motor of a hybrid vehicle assists the power of the engine, the engine applied to the hybrid vehicle is mainly operated at the highest thermal efficiency operating point (or optimal operating point).

최고 열효율 운전점에서 희박 연소 모드(lean burn combustion mode)를 이용하여 저온 연소를 구현하는 경우, 연소 온도가 낮아지기 때문에 비열비가 상승하여 하이브리드 차량의 효율이 향상된다.When low-temperature combustion is implemented using lean burn combustion mode at the highest thermal efficiency operating point, the specific heat ratio increases because the combustion temperature is lowered, thereby improving the efficiency of the hybrid vehicle.

이와 같은 하이브리드 차량의 엔진(예, 린번 엔진)에서, 흡기 시스템은 과급기(예, 전동식 슈퍼 차저)와, 수냉식 인터쿨러를 구비하고 있다. 과급기는 엔진의 배기 계로 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 흡기를 가압한다. 그리고, 수냉식 인터쿨러는 과급기에 의해 압축된 과급 공기를 냉각수로서 냉각한다.In such hybrid vehicle engines (eg, lean-burn engines), the intake system includes a supercharger (eg, electric supercharger) and a water-cooled intercooler. The supercharger pressurizes the intake air using the pressure of the exhaust gas discharged from the engine's exhaust system. And, the water-cooled intercooler cools the supercharged air compressed by the supercharger as coolant.

한편, 하이브리드 차량에서의 냉각 구조는 엔진 부품과 전동화(PE) 부품을 냉각하는 저온 통합 냉각 회로를 구성하고 있다. 이러한 저온 통합 냉각 회로는 엔진 부품과 전동화 부품을 직렬로 연결하여 냉각수를 순환시키는 직렬 냉각 방식과, 직렬 냉각 방식에서 수냉식 인터쿨러를 우회하여 냉각수를 순환시키는 바이패스 냉각 방식이 있다.Meanwhile, the cooling structure in a hybrid vehicle consists of a low-temperature integrated cooling circuit that cools engine parts and electric motorization (PE) parts. This low-temperature integrated cooling circuit includes a series cooling method that connects engine parts and electric components in series to circulate coolant, and a bypass cooling method that circulates coolant by bypassing the water-cooled intercooler in the series cooling method.

그런데, 엔진 부품과 전동화 부품의 통합 냉각 회로 인해 엔진의 과급에 의한 발열 대비 전동화 부품의 발열이 많은 조건에서, 전동화 부품의 발열량에 의해 상승된 냉각 수온으로 인하여 흡기 온의 상승 및 이로 인한 체적 효율의 저하를 야기함으로써 엔진의 성능 및 연비를 악화시킬 수 있다.However, due to the integrated cooling circuit of the engine parts and electric parts, in conditions where the heat generated by the electric parts is greater than the heat generated by the engine's supercharging, the intake air temperature rises due to the coolant temperature raised by the heat generated by the electric parts, and this causes By causing a decrease in volumetric efficiency, engine performance and fuel efficiency may deteriorate.

더 나아가, 상기한 바와 같은 전동화 부품의 발열 영향을 최소화하기 위하여 수냉식 인터쿨러를 우회하여 냉각수를 순환시키는 경우, 과급 공기가 수냉식 인터쿨러를 통과하기 때문에, 과급 공기의 유동 저항이 증가함으로써 체적 효율의 저하를 야기할 수 있다.Furthermore, when the coolant is circulated by bypassing the water-cooled intercooler to minimize the heat generation effect of the electric motorized parts as described above, since the charge air passes through the water-cooled intercooler, the flow resistance of the charge air increases, resulting in a decrease in volumetric efficiency. can cause

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in this background art section have been written to improve understanding of the background of the invention, and may include matters that are not prior art already known to those skilled in the art in the field to which this technology belongs.

본 발명의 실시 예들은 전동화 부품의 발열에 대한 영향을 최소화하도록 과급 공기를 우회하며, 과급 공기의 유동 저항을 최소화할 수 있도록 한 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention seek to provide a water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system that bypasses charge air to minimize the effect on heat generation of electric components and minimizes flow resistance of charge air.

본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리는, i)상하단이 개방되고, 상측 단부를 통해 흡기 매니폴드와 결합되는 하우징과, ii)냉각수가 통과하는 냉각수 통로, 상기 흡기 매니폴드와 연결되는 과급 공기 통로, 그리고 상기 하우징의 내부 중심을 따라 형성되어 상기 흡기 매니폴드와 연결되는 바이패스 통로를 포함하며, 상기 하우징의 내부에 설치되는 열 교환부와, iii)상기 과급 공기 통로 및 상기 바이패스 통로와 연결되는 과급 공기 유입부를 포함하고, 상기 하우징의 하측 단부와 결합되는 인렛 탱크와, iv)상기 인렛 탱크에 설치되며, 액추에이터의 구동에 의하여 상기 바이패스 통로를 선택적으로 개폐하는 밸브 조립체를 포함할 수 있다.The water-cooled intercooler assembly of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention includes i) a housing with open upper and lower ends and coupled to the intake manifold through the upper end, ii) a coolant passage through which coolant passes, the intake manifold, and a heat exchanger installed inside the housing, including a connected supercharge air passage, and a bypass passage formed along the inner center of the housing and connected to the intake manifold; iii) the charge air passage and the an inlet tank including a charge air inlet connected to the bypass passage and coupled to the lower end of the housing; iv) a valve assembly installed in the inlet tank and selectively opening and closing the bypass passage by driving an actuator; may include.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 있어서, 상기 하우징은 상부에 구비되어 상기 냉각수 통로와 연결되는 냉각수 유입부와, 하부에 구비되어 상기 냉각수 통로와 연결되는 냉각수 유출부를 포함할 수 있다.Additionally, in the water-cooled intercooler assembly of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention, the housing has a coolant inlet provided at the top and connected to the coolant passage, and a coolant outlet provided at the bottom and connected to the coolant passage. May include wealth.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 있어서, 상기 열 교환부는 설정된 간격을 두고 동심원으로 배열되며, 내부에 상기 과급 공기 통로가 형성된 복수의 튜브들과, 상기 복수의 튜브들 사이의 간격을 설정하고, 상기 복수의 튜브들 사이에 상기 냉각수 통로를 형성하도록 상기 하우징의 상측 단부 및 하측 단부에 각각 결합되는 서포터를 포함할 수 있다.Additionally, in the water-cooled intercooler assembly of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention, the heat exchange unit includes a plurality of tubes arranged concentrically at a set interval and having the charge air passage formed therein, and the plurality of tubes. It may include a supporter coupled to the upper and lower ends of the housing, respectively, to set a gap between the tubes and to form the coolant passage between the plurality of tubes.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 있어서, 상기 복수의 튜브들의 각각은 원호(arc) 형태로 구비되며, 상기 바이패스 통로를 중심에 두고 원주 방향 및 반경 방향을 따라 이격되게 배치될 수 있다.In addition, in the water-cooled intercooler assembly of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention, each of the plurality of tubes is provided in an arc shape and extends in the circumferential and radial directions with the bypass passage at the center. It can be placed spaced apart accordingly.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 있어서, 상기 열 교환부는 상기 복수의 튜브들의 각각의 내측에 배치되는 냉각 핀을 더 포함할 수 있다.Additionally, in the water-cooled intercooler assembly of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention, the heat exchanger may further include cooling fins disposed inside each of the plurality of tubes.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 있어서, 상기 냉각 핀은 지그재그 형태로 절곡되어 상기 복수의 튜브들의 각각의 내면과 접합될 수 있다.Additionally, in the water-cooled intercooler assembly of the lean burn intake system according to an embodiment of the present invention, the cooling fins may be bent in a zigzag shape and joined to the inner surfaces of each of the plurality of tubes.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 있어서, 상기 열 교환부는 내부에 상기 바이패스 통로를 형성하도록 상기 서포터와 결합되는 바이패스 관로 부재를 더 포함할 수 있다.Additionally, in the water-cooled intercooler assembly of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention, the heat exchanger may further include a bypass pipe member coupled to the supporter to form the bypass passage therein.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 있어서, 상기 바이패스 관로 부재는 상기 열 교환부의 중앙에서, 상기 바이패스 통로를 통해 상기 인렛 탱크의 과급 공기 유입부와 상기 흡기 매니폴드를 연결할 수 있다.Additionally, in the water-cooled intercooler assembly of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention, the bypass pipe member is connected to the charge air inlet of the inlet tank and the intake air through the bypass passage at the center of the heat exchange unit. A manifold can be connected.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 있어서, 상기 밸브 조립체는 상기 인렛 탱크에 회전 가능하게 결합되며, 상기 액추에이터와 연결되는 밸브 회전축과, 상기 바이패스 통로에 대응하는 위치에서 상기 밸브 회전축에 고정되는 밸브 바디를 포함할 수 있다.Additionally, in the water-cooled intercooler assembly of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention, the valve assembly is rotatably coupled to the inlet tank, and includes a valve rotation shaft connected to the actuator and a valve corresponding to the bypass passage. It may include a valve body fixed to the valve rotation axis in position.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 있어서, 상기 밸브 바디는 원형 플랩 형태로 구비되며, 상기 밸브 회전축의 축 방향에 수직 교차하는 방향으로 배치될 수 있다.Additionally, in the water-cooled intercooler assembly of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention, the valve body is provided in the form of a circular flap and may be arranged in a direction perpendicular to the axial direction of the valve rotation axis.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 있어서, 상기 밸브 회전 축은 상기 바이패스 통로를 따라 배치된 바이패스 관로 부재의 하부에 회전 가능하게 결합될 수 있다.Additionally, in the water-cooled intercooler assembly of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention, the valve rotation axis may be rotatably coupled to a lower portion of a bypass pipe member disposed along the bypass passage.

본 발명의 실시 예들은 전동화 부품의 과도한 발열에 대한 영향을 최소화하고, 과급 공기의 유동 저항을 최소화하도록 과급 공기를 바이패스 시키는 구조를 적용함으로써, 엔진의 성능 및 연비 향상을 도모할 수 있다.Embodiments of the present invention can improve engine performance and fuel efficiency by minimizing the impact of excessive heat generation of electrified components and applying a structure that bypasses the charge air to minimize the flow resistance of the charge air.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, effects that can be obtained or expected due to embodiments of the present invention will be disclosed directly or implicitly in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects expected according to embodiments of the present invention will be disclosed in the detailed description to be described later.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리가 적용되는 차량용 엔진의 일 예를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리를 도시한 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 적용되는 복수의 튜브들을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 적용되는 밸브 조립체를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
위에서 참조된 도면들은 반드시 축적에 맞추어 도시된 것은 아니고, 본 발명의 기본 원리를 예시하는 다양한 선호되는 특징들의 다소 간략한 표현을 제시하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 특정 치수, 방향, 위치, 및 형상을 포함하는 본 발명의 특정 설계 특징들이 특정 의도된 응용과 사용 환경에 의해 일부 결정될 것이다.
Since these drawings are for reference in explaining exemplary embodiments of the present invention, the technical idea of the present invention should not be interpreted as limited to the attached drawings.
1 is a block diagram schematically showing an example of a vehicle engine to which a water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention is applied.
Figure 2 is a combined perspective view showing a water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exploded perspective view showing a water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view showing a water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram illustrating a plurality of tubes applied to a water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram illustrating a valve assembly applied to the water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are diagrams for explaining the operation of the water-cooled intercooler assembly of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention.
The drawings referenced above are not necessarily drawn to scale and should be understood as presenting a rather simplified representation of various preferred features illustrating the basic principles of the invention. The specific design features of the invention, including, for example, specific dimensions, orientation, location, and shape, will be determined in part by the particular intended application and usage environment.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.With reference to the attached drawings, embodiments of the present disclosure will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice them. However, the present disclosure may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present disclosure, parts unrelated to the description have been omitted, and identical or similar components are assigned the same reference numerals throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 개시가 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.In addition, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, so the present disclosure is not necessarily limited to what is shown in the drawings, and the thickness is enlarged to clearly express various parts and areas. It was.

이하에서는 본 개시의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리가 적용되는 차량용 엔진의 일 예를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.1 is a block diagram schematically showing an example of a vehicle engine to which a water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention is applied.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리(100)는 엔진의 구동력과 전기 동력을 함께 이용하는 하이브리드 차량에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the water-cooled intercooler assembly 100 of a lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention can be applied to a hybrid vehicle that uses both the driving force of the engine and electric power.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리(100)는 하이브리드 차량의 린번(lean burn) 엔진(1)에 적용될 수 있다. 상기 린번 엔진(1)은 최고 열효율 운전점에서 희박 연소 모드를 이용하여 저온 연소를 구현하면서 성능과 연비를 극대화할 수 있다.Furthermore, the water-cooled intercooler assembly 100 of the lean burn intake system according to the embodiment of the present invention can be applied to the lean burn engine 1 of a hybrid vehicle. The lean-burn engine 1 can maximize performance and fuel efficiency while implementing low-temperature combustion using a lean combustion mode at the highest thermal efficiency operating point.

이와 같은 린번 엔진(1)은 과급기(3)(예, 전동식 슈퍼 차저)를 통해 압축된 과급 공기를 흡기 매니폴드(5)로 공급하도록 되어 있는 흡기 시스템(7)을 포함하고 있다.This lean-burn engine 1 includes an intake system 7 that supplies compressed supercharged air to the intake manifold 5 through a supercharger 3 (e.g., an electric supercharger).

상기 흡기 시스템(7)은 과급기(3)에 의하여 압축된 과급 공기를 냉각수로서 냉각하도록 되어 있는 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리(100)를 더 포함하고 있다. 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리(100)는 흡기 매니폴드(5)와 일체형으로 구성될 수도 있다.The intake system 7 further includes a water-cooled intercooler assembly 100 of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention, which cools the turbocharged air compressed by the supercharger 3 as coolant. Here, the water-cooled intercooler assembly 100 of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention may be formed integrally with the intake manifold 5.

한편, 하이브리드 차량은 린번 엔진(1)의 부품과 전동화(PE) 부품(9)을 냉각하는 저온 통합 냉각 회로(2)를 구성하고 있다. 상기 저온 통합 냉각 회로(2)는 워터 펌프(6)의 구동에 의하여 냉각수를 과급기(3), 전동화 부품(9), 저온 라디에이터(4), 그리고 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리(100)로 순환시킬 수 있다.Meanwhile, the hybrid vehicle has a low-temperature integrated cooling circuit (2) that cools the components of the lean-burn engine (1) and the electric motor (PE) components (9). The low-temperature integrated cooling circuit (2) supplies coolant to the supercharger (3), the electric motorization component (9), the low-temperature radiator (4), and the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention by driving the water pump (6). It can be circulated through the water-cooled intercooler assembly 100.

본 명세서에서는 도면을 기준으로 할 때, 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리(100)가 상하 방향으로 배치된 상태를 예로 하여 구성 요소를 설명하기로 한다.In this specification, based on the drawings, the components will be described by taking as an example the water-cooled intercooler assembly 100 of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention arranged in the vertical direction.

또한, 본 명세서에서, 구성요소의 '상단부', '상부', '상단' 또는 '상부 면'은 도면에서 상대적으로 상측에 있는 구성요소의 단부, 부, 단, 또는 면을 나타내고, 구성요소의 '하단부', '하부', '하단' 또는 '하부 면'은 도면에서 상대적으로 하측에 있는 구성요소의 단부, 부, 단, 또는 면을 나타낸다.In addition, in this specification, 'top', 'upper part', 'top' or 'upper surface' of a component refers to the end, portion, edge, or surface of the component that is relatively on the upper side in the drawings, and refers to the end, portion, end, or surface of the component. 'Bottom', 'bottom', 'bottom' or 'lower surface' refers to the end, portion, stage, or face of a component that is relatively lower in the drawing.

더 나아가, 본 명세서에서 구성요소의 단(예를 들어, 일측 단 또는 다른 일측 단 등)은 임의의 한 방향으로 구성요소의 끝을 나타내며, 구성요소의 단부(예를 들어, 일측 단부 또는 다른 일측 단부 등)는 그 끝을 포함하는 구성요소의 일정 부분을 나타낸다.Furthermore, in this specification, an end of a component (e.g., one end or another end, etc.) refers to the end of the component in any one direction, and an end of the component (e.g., one end or another end, etc.) refers to the end of the component in any one direction. end, etc.) refers to a portion of a component including the end.

본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리(100)는 전동화 부품(9)의 발열에 대한 영향을 최소화하도록 과급 공기를 우회하며, 과급 공기의 유동 저항을 최소화할 수 있는 구조로 이루어진다.The water-cooled intercooler assembly 100 of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention has a structure that bypasses the charge air to minimize the effect on heat generation of the electric part 9 and minimizes the flow resistance of the charge air. It comes true.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리를 도시한 결합 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리를 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a combined perspective view showing a water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view showing a water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing a water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리(100)는 기본적으로, 하우징(10), 열 교환부(20), 인렛 탱크(50), 그리고 밸브 조립체(70)를 포함하고 있다.1 to 4, the water-cooled intercooler assembly 100 of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention basically includes a housing 10, a heat exchange unit 20, an inlet tank 50, and a valve. It includes an assembly (70).

본 발명의 실시 예에서, 상기 하우징(10)(당업자는 통상적으로 '캔'이라고도 한다.)은 하나의 예에서, 상하단이 개방된 원통 형상으로 구비될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the housing 10 (commonly referred to as a 'can' by those skilled in the art) may, in one example, be provided in a cylindrical shape with the upper and lower ends open.

상기 하우징(10)은 상측 단부를 통해 흡기 매니폴드(5)와 결합된다. 상기 흡기 매니폴드(5)는 엔진의 각 기통으로 과급 공기를 분배하고, 블로우 바이 가스가 유입될 수 있는 구조를 갖는다.The housing 10 is coupled to the intake manifold 5 through its upper end. The intake manifold 5 distributes supercharged air to each cylinder of the engine and has a structure through which blow-by gas can flow.

여기서, 상기 흡기 매니폴드(5)는 플라스틱 소재로 구비될 수 있다. 그리고, 상기 하우징(10)의 상측 단부는 클램프(11)를 통해 흡기 매니폴드(5)와 결합될 수 있다.Here, the intake manifold 5 may be made of plastic material. Additionally, the upper end of the housing 10 may be coupled to the intake manifold 5 through a clamp 11.

본 발명의 실시 예에서, 상기 열 교환부(20)는 과급기(3)(이하 도 1 참조)에 의하여 공급되는 과급 공기를 냉각수를 통해 냉각하도록 되어 있다. 그리고, 상기 열 교환부(20)는 과급기(3)에 의하여 공급되는 과급 공기를 냉각수로 냉각하지 않고, 흡기 매니폴드(5)로 바이패스 시킬 수 있도록 되어 있다.In an embodiment of the present invention, the heat exchange unit 20 is configured to cool the supercharged air supplied by the supercharger 3 (see FIG. 1 below) through cooling water. In addition, the heat exchange unit 20 is capable of bypassing the supercharged air supplied by the supercharger 3 to the intake manifold 5 without cooling it with coolant.

상기 열 교환부(20)는 하우징(10)의 내부에 설치된다. 이러한 열 교환부(20)는 복수의 튜브(21)들, 냉각 핀(23), 서포터(25), 그리고 바이패스 관로 부재(27)를 포함하고 있다.The heat exchange unit 20 is installed inside the housing 10. This heat exchange unit 20 includes a plurality of tubes 21, cooling fins 23, a supporter 25, and a bypass pipe member 27.

상기 복수의 튜브(21)들은 도 5에 도시된 바와 같이, 설정된 간격을 두고 동심원으로 배열된다. 상기 복수의 튜브(21)들의 각각은 흡기 매니폴드(5)와 연결되는 과급 공기 통로(31)를 내부에 형성하고 있다. 상기 과급 공기 통로(31)는 과급기(3)에 의하여 공급되는 과급 공기를 유동시키며, 흡기 매니폴드(5)로 공급할 수 있다.As shown in FIG. 5, the plurality of tubes 21 are arranged in concentric circles at set intervals. Each of the plurality of tubes 21 forms inside a charge air passage 31 connected to the intake manifold 5. The charge air passage 31 flows the charge air supplied by the supercharger 3 and can be supplied to the intake manifold (5).

하나의 예에서, 상기 복수의 튜브(21)들의 각각은 원주 방향에 따른 1/4의 원호(arc) 형태로 구비될 수 있다. 이러한 복수의 튜브(21)들은 하우징(10)의 내부 중심을 따라 바이패스 통로(33)를 형성하도록 원주 방향 및 반경 방향을 따라 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 상기 복수의 튜브(21)들은 바이패스 통로(33)를 중심(예, 중앙부)에 두고 원주 방향 및 반경 방향을 따라 이격되게 배치된다.In one example, each of the plurality of tubes 21 may be provided in a 1/4 arc shape along the circumferential direction. These plurality of tubes 21 may be arranged to be spaced apart along the circumferential and radial directions to form a bypass passage 33 along the inner center of the housing 10. That is, the plurality of tubes 21 are arranged to be spaced apart along the circumferential and radial directions with the bypass passage 33 at the center (eg, central portion).

상기 바이패스 통로(33)는 흡기 매니폴드(5)와 연결되며, 과급기(3)에 의하여 공급되는 과급 공기를 흡기 매니폴드(5)로 바이패스 시키도록 되어 있다.The bypass passage 33 is connected to the intake manifold 5 and is designed to bypass the supercharged air supplied by the supercharger 3 to the intake manifold 5.

상기 냉각 핀(23)은 복수의 튜브(21)들의 각각의 내측, 즉 과급 공기 통로(31)에 배치된다. 하나의 예에서, 상기 냉각 핀(23)은 지그재그 형태로 절곡되고, 그 외면이 복수의 튜브(21)들의 각각의 내면에 브레이징 접합되는 구조를 갖는다. 이러한 냉각 핀(23)은 냉각수와 과급 공기의 열 교환 효율을 향상시킬 수 있다.The cooling fins 23 are disposed inside each of the plurality of tubes 21, that is, in the charge air passage 31. In one example, the cooling fins 23 are bent in a zigzag shape and have a structure in which the outer surface is brazed to the inner surface of each of the plurality of tubes 21. These cooling fins 23 can improve the heat exchange efficiency between coolant and charge air.

상기 서포터(25)(당업자는 통상 '헤더'라고도 한다.)는 복수의 튜브(21)들을 하우징(10)의 내부에 고정하며, 복수의 튜브(21)들의 사이의 간격을 설정하고, 복수의 튜브(21)들의 각각의 사이에 냉각수가 흐르는(또는 통과하는) 냉각수 통로(35)를 형성하도록 되어 있다.The supporter 25 (commonly referred to as a 'header' by those skilled in the art) fixes a plurality of tubes 21 to the inside of the housing 10, sets the gap between the plurality of tubes 21, and sets a plurality of tubes 21. A coolant passage 35 through which coolant flows (or passes) is formed between each of the tubes 21.

상기 서포터(25)는 하우징(10)의 상측 단부 및 하측 단부에 각각 결합된다. 여기서, 상기 서포터(25)는 복수의 튜브(21)들의 사이에 형성된 냉각수 통로(35)의 상단 및 하단을 실링(또는 밀봉)하고, 복수의 튜브(21)들의 각각의 사이를 연결하며, 냉각수의 유동 통로를 형성할 수 있다.The supporter 25 is coupled to the upper and lower ends of the housing 10, respectively. Here, the supporter 25 seals (or seals) the upper and lower ends of the cooling water passage 35 formed between the plurality of tubes 21, connects each of the plurality of tubes 21, and supplies the cooling water. A flow passage can be formed.

여기서, 상기 하우징(10)은 냉각수 통로(35)로 냉각수를 공급하며, 그 냉각수 통로(35)를 따라 유동하는 냉각수를 배출하도록 되어 있는 냉각수 유입부(13)와 냉각수 유출부(15)를 포함하고 있다.Here, the housing 10 supplies coolant to the coolant passage 35 and includes a coolant inlet 13 and a coolant outlet 15 configured to discharge the coolant flowing along the coolant passage 35. I'm doing it.

상기 냉각수 유입부(13)는 니플 형태로 형성되고, 하우징(10)의 상부에 구비되며, 냉각수 통로(35)와 연결된다. 그리고, 상기 냉각수 유출부(15)는 니플 형태로 형성되고, 하우징(10)의 하부에 구비되며, 냉각수 통로(35)와 연결된다.The coolant inlet 13 is formed in the shape of a nipple, is provided at the top of the housing 10, and is connected to the coolant passage 35. In addition, the coolant outlet 15 is formed in the shape of a nipple, is provided in the lower part of the housing 10, and is connected to the coolant passage 35.

그리고, 상기 바이패스 관로 부재(27)는 바이패스 통로(33)를 따라 배치되며, 상하단이 개방된 원통 형상으로 구비될 수 있다. 상기 바이패스 관로 부재(27)는 상측 단부 및 하측 단부를 통해 서포터(25)와 결합된다.Additionally, the bypass conduit member 27 is disposed along the bypass passage 33 and may be provided in a cylindrical shape with the upper and lower ends open. The bypass conduit member 27 is coupled to the supporter 25 through its upper and lower ends.

상기 바이패스 관로 부재(27)는 열 교환부(20)의 중앙에 상하 방향을 따라 배치되며, 내부에 바이패스 통로(33)를 형성할 수 있다. 이러한 바이패스 관로 부재(27)는 바이패스 통로(33)를 통해 흡기 매니폴드(5)와 연결된다.The bypass pipe member 27 is disposed in the vertical direction at the center of the heat exchange unit 20, and may form a bypass passage 33 therein. This bypass pipe member (27) is connected to the intake manifold (5) through the bypass passage (33).

본 발명의 실시 예에서, 상기 인렛 탱크(50)는 과급기(3)에 의하여 공급되는 과급 공기를 과급 공기 통로(31) 및 바이패스 통로(33)로 유입하도록 되어 있다. 상기 인렛 탱크(50)는 과급기(3)에 연결되며, 하우징(10)의 하측 단부와 결합될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the inlet tank 50 is configured to introduce the supercharged air supplied by the supercharger 3 into the supercharge air passage 31 and the bypass passage 33. The inlet tank 50 is connected to the supercharger 3 and may be coupled to the lower end of the housing 10.

상기 인렛 탱크(50)는 과급 공기 통로(31) 및 바이패스 통로(33)와 연결되는 과급 공기 유입부(51)를 포함하고 있다. 상기 인렛 탱크(50)는 열 교환부(20)의 중앙에서, 바이패스 관로 부재(27)에 의하여 바이패스 통로(33)를 통해 과급 공기 유입부(51)와 흡기 매니폴드(5)를 하우징(10)의 내부 중심을 따라 연결할 수 있다.The inlet tank 50 includes a charge air inlet 51 connected to the charge air passage 31 and the bypass passage 33. The inlet tank 50 houses a charge air inlet 51 and an intake manifold 5 through a bypass passage 33 by a bypass pipe member 27 at the center of the heat exchange unit 20. It can be connected along the inner center of (10).

여기서, 상기 인렛 탱크(50)는 하나의 예에서, 알루미늄 재질로 형성될 수 있으며, 다른 하나의 예에서, 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 상기 인렛 탱크(50)가 알루미늄 재질로 형성되는 경우, 인렛 탱크(50)와 하우징(10)은 브레이징 접합될 수 있다. 그리고, 상기 인렛 탱크(50)가 플라스틱 재질로 형성되는 경우, 인렛 탱크(50)와 하우징(10)은 별도의 클램프를 통해 결합될 수 있다.Here, in one example, the inlet tank 50 may be made of aluminum, and in another example, it may be made of plastic. When the inlet tank 50 is made of aluminum, the inlet tank 50 and the housing 10 may be joined by brazing. Also, when the inlet tank 50 is made of a plastic material, the inlet tank 50 and the housing 10 can be coupled through a separate clamp.

본 발명의 실시 예에서, 상기 밸브 조립체(70)는 바이패스 관로 부재(27)의 바이패스 통로(33)를 선택적으로 개폐하도록 되어 있다. 상기 밸브 조립체(70)는 인렛 탱크(50)에 설치된다.In an embodiment of the present invention, the valve assembly 70 is configured to selectively open and close the bypass passage 33 of the bypass pipe member 27. The valve assembly 70 is installed in the inlet tank 50.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리에 적용되는 밸브 조립체를 도시한 도면이다.Figure 6 is a diagram illustrating a valve assembly applied to the water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 밸브 조립체(70)는 액추에이터(71)의 구동에 의하여 작동될 수 있다. 하나의 예에서, 상기 액추에이터(71)는 인렛 탱크(50)에 형성된 보스(53)에 장착되며, 회전 방향 및 회전 속도의 서보 제어가 가능한 모터로 구비될 수 있다.Referring to Figures 1 to 6, the valve assembly 70 according to an embodiment of the present invention may be operated by driving the actuator 71. In one example, the actuator 71 is mounted on the boss 53 formed in the inlet tank 50 and may be provided as a motor capable of servo control of the rotation direction and rotation speed.

이러한 밸브 조립체(70)는 밸브 회전축(73)과 밸브 바디(75)를 포함하고 있다.This valve assembly 70 includes a valve rotation shaft 73 and a valve body 75.

상기 밸브 회전축(73)은 바이패스 관로 부재(27)의 바이패스 통로(33) 및 인렛 탱크(50)의 과급 공기 유입부(51)에 대응하는 위치에서 인렛 탱크(50)를 가로지르는 방향으로 배치된다. 상기 밸브 회전축(73)은 인렛 탱크(50)에 회전 가능하게 설치되며, 액추에이터(71)와 연결된다.The valve rotation axis 73 moves in a direction across the inlet tank 50 at a position corresponding to the bypass passage 33 of the bypass pipe member 27 and the supercharged air inlet 51 of the inlet tank 50. It is placed. The valve rotation shaft 73 is rotatably installed in the inlet tank 50 and is connected to the actuator 71.

여기서, 상기 밸브 회전축(73)은 바이패스 관로 부재(27)의 하부에 회전 가능하게 지지(또는 결합)될 수 있다.Here, the valve rotation shaft 73 may be rotatably supported (or coupled) to the lower part of the bypass pipe member 27.

상기 밸브 바디(75)는 바이패스 관로 부재(27)의 바이패스 통로(33)를 실질적으로 개폐하는 것으로서, 바이패스 통로(33) 및 과급 공기 유입부(51)에 대응하는 위치에서 밸브 회전축(73)에 고정된다.The valve body 75 substantially opens and closes the bypass passage 33 of the bypass pipe member 27, and has a valve rotation axis ( 73).

하나의 예에서, 상기 밸브 바디(75)는 원형 플랩 형태로 구비되며, 밸브 회전축(73)의 축 방향에 수직 교차하는 방향으로 배치될 수 있다.In one example, the valve body 75 is provided in the form of a circular flap and may be arranged in a direction perpendicular to the axial direction of the valve rotation axis 73.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리(100)의 작용을 도 1 내지 도 6, 그리고 첨부한 도 7 및 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the water-cooled intercooler assembly 100 of the lean-burn intake system according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6 and the attached FIGS. 7 and 8.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리의 작용을 설명하기 위한 도면이다.7 and 8 are diagrams for explaining the operation of the water-cooled intercooler assembly of the lean-burn intake system according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 우선, 바이패스 관로 부재(27)의 바이패스 통로(33)는 밸브 조립체(70)의 밸브 바디(75)에 의하여 폐쇄된 상태에 있다. 여기서, 상기 밸브 바디(75)는 액추에이터(71)의 구동에 의하여 밸브 회전축(73)이 회전되면서 바이패스 통로(33)를 폐쇄하고 있다.Referring to FIG. 7, first, the bypass passage 33 of the bypass pipe member 27 is in a closed state by the valve body 75 of the valve assembly 70. Here, the valve body 75 closes the bypass passage 33 as the valve rotation shaft 73 rotates by driving the actuator 71.

이와 같은 상태에서, 과급기(3)에 의하여 압축된 과급 공기는 인렛 탱크(50)의 과급 공기 유입부(51)로 유입되며, 그 인렛 탱크(50)의 내부에서 바이패스 통로(33)로 유입되지 않고, 열 교환부(20)의 복수의 튜브(21)들의 과급 공기 통로(31)로 유입되며, 과급 공기 통로(31)를 통과하며 흡기 매니폴드(5)로 공급된다.In this state, the supercharged air compressed by the supercharger 3 flows into the supercharged air inlet 51 of the inlet tank 50, and flows into the bypass passage 33 from the inside of the inlet tank 50. Instead, it flows into the charge air passage 31 of the plurality of tubes 21 of the heat exchange unit 20, passes through the charge air passage 31, and is supplied to the intake manifold 5.

상기한 과정에, 냉각수는 하우징(10)의 냉각수 유입부(13)를 통해 열 교환부(20)의 냉각수 통로(35)로 유입되고, 복수의 튜브(21)들의 사이에서 냉각수 통로(35)를 통과하며 하우징(10)의 냉각수 유출부(15)를 통해 배출된다.In the above process, the coolant flows into the coolant passage 35 of the heat exchanger 20 through the coolant inlet 13 of the housing 10, and the coolant passage 35 is formed between the plurality of tubes 21. It passes through and is discharged through the coolant outlet 15 of the housing 10.

여기서, 냉각수는 전동화 부품(9)을 냉각하며, 전동화 부품(9)의 발열에 의해 수온이 상승된 상태에 있다. 이에 따라, 과급 공기는 냉각수와 열 교환하며 온도가 상승된 상태로 흡기 매니폴드(5)로 공급된다.Here, the coolant cools the motorized parts 9, and the water temperature is raised due to heat generation from the motorized parts 9. Accordingly, the charge air exchanges heat with the coolant and is supplied to the intake manifold 5 at an increased temperature.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 저온 조건에서 흡기온의 상승으로 인해 EGR 사용 영역을 확대하여 연비를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서는 저온 외기온 조건에서 흡기온의 상승으로 연료의 기화를 향상시켜 시동성을 개선할 수 있고, 이에 따라 시동 초기의 불연소에 의한 HC 생성을 억제함으로써 EM을 개선할 수 있다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, fuel efficiency can be improved by expanding the EGR usage area due to an increase in intake air temperature in low temperature conditions. In addition, in an embodiment of the present invention, starting performance can be improved by improving fuel vaporization by increasing the intake air temperature in low-temperature outdoor temperature conditions. Accordingly, EM can be improved by suppressing the generation of HC due to non-combustion in the early stage of starting. .

한편, 도 8을 참조하면, 상기 밸브 조립체(70)의 밸브 바디(75)는 액추에이터(71)의 구동에 의하여 밸브 회전축(73)이 회전되면서 바이패스 통로(33)를 개방한다.Meanwhile, referring to FIG. 8, the valve body 75 of the valve assembly 70 opens the bypass passage 33 as the valve rotation shaft 73 rotates by driving the actuator 71.

이와 같은 상태에서, 과급기(3)에 의하여 압축된 과급 공기는 인렛 탱크(50)의 과급 공기 유입부(51)로 유입되며, 인렛 탱크(50)의 내부에서 바이패스 통로(33)로 유입되고, 바이패스 통로(33)를 통과하여 흡기 매니폴드(5)로 공급된다.In this state, the supercharged air compressed by the supercharger 3 flows into the supercharged air inlet 51 of the inlet tank 50, and flows into the bypass passage 33 from the inside of the inlet tank 50. , passes through the bypass passage (33) and is supplied to the intake manifold (5).

상기한 과정에, 냉각수는 하우징(10)의 냉각수 유입부(13)를 통해 열 교환부(20)의 냉각수 통로(35)로 유입되고, 복수의 튜브(21)들의 사이에서 냉각수 통로(35)를 통과하며 하우징(10)의 냉각수 유출부(15)를 통해 배출된다.In the above process, the coolant flows into the coolant passage 35 of the heat exchanger 20 through the coolant inlet 13 of the housing 10, and the coolant passage 35 is formed between the plurality of tubes 21. It passes through and is discharged through the coolant outlet 15 of the housing 10.

여기서, 냉각수는 전동화 부품(9)을 냉각하며, 전동화 부품(9)의 발열에 의해 수온이 상승된 상태에 있다. 이에 따라, 과급 공기는 냉각수와 열 교환하며 온도가 상승된 상태로 흡기 매니폴드(5)로 공급된다.Here, the coolant cools the motorized parts 9, and the water temperature is raised due to heat generation from the motorized parts 9. Accordingly, the charge air exchanges heat with the coolant and is supplied to the intake manifold 5 at an increased temperature.

더 나아가, 복수의 튜브(21)들의 과급 공기 통로(31)와 과급 공기 유입부(51)는 상호 연결되어 있으나, 바이패스 통로(33)가 개방된 상태에서 과급 공기 유입부(51)로 유입된 과급 공기는 과급 공기 통로(31)에서의 유동 저항이 바이패스 통로(33)에서의 유동 저항보다 상대적으로 크기 때문에, 바이패스 통로(33)로 주로 유입되며, 흡기 매니폴드(5)로 공급될 수 있다. 이에 따라 과급 공기가 과급 공기 통로(31)로 유입되는 것을 최소화할 수 있으므로, 냉각수와 과급 공기의 열 전달을 최소화할 수 있다.Furthermore, the charge air passage 31 and the charge air inlet 51 of the plurality of tubes 21 are connected to each other, but the charge air flows into the charge air inlet 51 with the bypass passage 33 open. Since the flow resistance in the charge air passage 31 is relatively greater than the flow resistance in the bypass passage 33, the turbocharged air mainly flows into the bypass passage 33 and is supplied to the intake manifold 5. It can be. Accordingly, the inflow of charge air into the charge air passage 31 can be minimized, thereby minimizing heat transfer between the coolant and the charge air.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 과급 공기를 바이패스 통로(33)를 통해 흡기 매니폴드(5)로 바이패스 시킴에 따라, 과급 공기의 과급량 최소 구간에서 전동화 부품(9)의 발열에 의한 냉각수의 수온 상승으로 인해 과급 공기가 불필요하게 승온되는 것을 방지함으로써, 최적의 체적 효율 확보를 함에 따라 엔진의 성능 향상을 도모할 수 있다.Accordingly, in the embodiment of the present invention, the supercharged air is bypassed to the intake manifold 5 through the bypass passage 33, thereby preventing heat generation from the motorized component 9 in the minimum supercharge amount section of the supercharged air. By preventing unnecessary heating of the charge air due to an increase in coolant temperature, engine performance can be improved by securing optimal volumetric efficiency.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 과급 공기의 바이패스 조건에서, 과급 공기가 과급 공기 통로(31)로 유입되는 것을 최소화하여 과급 공기의 유동 저항을 최소화함으로써, 체적 효율의 향상을 통한 성능 향상을 도모할 수 있다.In addition, in an embodiment of the present invention, under the bypass condition of the charge air, the flow resistance of the charge air is minimized by minimizing the flow of the charge air into the charge air passage 31, thereby improving performance through improvement of volumetric efficiency. can do.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 저온 외기온 조건에서 과급 조건이나 전동화 부품(9)의 발열이 적은 주행 중, 과급 공기의 바이패스를 통해 냉각수에 의한 과급 공기의 과도한 냉각으로 EGR 응축수 생성 방지를 위한 EGR 사용 억제에 따른 연비 악화를 개선할 수 있다.Furthermore, in an embodiment of the present invention, during supercharging conditions or driving with low heat generation from the electric motorized parts 9 in low-temperature outdoor temperature conditions, EGR condensate is prevented from being generated due to excessive cooling of the supercharged air by the coolant through a bypass of the supercharged air. Deterioration in fuel efficiency due to suppression of EGR use can be improved.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and can be implemented with various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings, and this can also be done with various modifications. It is natural that it falls within the scope of the invention.

1: 린번 엔진 2: 통합 냉각 회로
3: 과급기 4: 라디에이터
5: 흡기 매니폴드 6: 워터 펌프
7: 흡기 시스템 9: 전동화 부품
10: 하우징 11: 클램프
13: 냉각수 유입부 15: 냉각수 유출부
20: 열 교환부 21: 튜브
23: 냉각 핀 25: 서포터
27: 바이패스 관로 부재 31: 과급 공기 통로
33: 바이패스 통로 35: 냉각수 통로
50: 인렛 탱크 51: 과급 공기 유입부
53: 보스 70: 밸브 조립체
71: 액추에이터 73: 밸브 회전축
75: 밸브 바디
100: 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리
1: Lean burn engine 2: Integrated cooling circuit
3: Supercharger 4: Radiator
5: intake manifold 6: water pump
7: Intake system 9: Electrification parts
10: Housing 11: Clamp
13: Coolant inlet 15: Coolant outlet
20: heat exchange part 21: tube
23: cooling fin 25: supporter
27: Bypass pipe member 31: Supercharge air passage
33: bypass passage 35: coolant passage
50: Inlet tank 51: Supercharge air inlet
53: Boss 70: Valve assembly
71: Actuator 73: Valve rotation axis
75: valve body
100: Water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system

Claims (11)

상하단이 개방되고, 상측 단부를 통해 흡기 매니폴드와 결합되는 하우징;
냉각수가 통과하는 냉각수 통로, 상기 흡기 매니폴드와 연결되는 과급 공기 통로, 그리고 상기 하우징의 내부 중심을 따라 형성되어 상기 흡기 매니폴드와 연결되는 바이패스 통로를 포함하며, 상기 하우징의 내부에 설치되는 열 교환부;
상기 과급 공기 통로 및 상기 바이패스 통로와 연결되는 과급 공기 유입부를 포함하고, 상기 하우징의 하측 단부와 결합되는 인렛 탱크; 및
상기 인렛 탱크에 설치되며, 액추에이터의 구동에 의하여 상기 바이패스 통로를 선택적으로 개폐하는 밸브 조립체;
를 포함하는 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리.
A housing whose upper and lower ends are open and coupled to the intake manifold through the upper end;
It includes a coolant passage through which coolant passes, a charge air passage connected to the intake manifold, and a bypass passage formed along the inner center of the housing and connected to the intake manifold, and a column installed inside the housing. exchange department;
an inlet tank including a charge air inlet connected to the charge air passage and the bypass passage, and coupled to a lower end of the housing; and
a valve assembly installed in the inlet tank and selectively opening and closing the bypass passage by driving an actuator;
A water-cooled intercooler assembly in a lean-burn intake system comprising a.
제1 항에 있어서,
상기 하우징은,
상부에 구비되어 상기 냉각수 통로와 연결되는 냉각수 유입부와, 하부에 구비되어 상기 냉각수 통로와 연결되는 냉각수 유출부
를 포함하는 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리.
According to claim 1,
The housing is,
A coolant inlet provided at the top and connected to the coolant passage, and a coolant outlet provided at the bottom and connected to the coolant passage.
A water-cooled intercooler assembly in a lean-burn intake system comprising a.
제1 항에 있어서,
상기 열 교환부는,
설정된 간격을 두고 동심원으로 배열되며, 내부에 상기 과급 공기 통로가 형성된 복수의 튜브들과,
상기 복수의 튜브들 사이의 간격을 설정하고, 상기 복수의 튜브들 사이에 상기 냉각수 통로를 형성하도록 상기 하우징의 상측 단부 및 하측 단부에 각각 결합되는 서포터
를 포함하는 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리.
According to claim 1,
The heat exchange part,
A plurality of tubes arranged concentrically at predetermined intervals and having the supercharged air passage formed therein,
A supporter coupled to the upper and lower ends of the housing, respectively, to set a gap between the plurality of tubes and to form the coolant passage between the plurality of tubes.
A water-cooled intercooler assembly in a lean-burn intake system comprising a.
제3 항에 있어서,
상기 복수의 튜브들의 각각은,
원호(arc) 형태로 구비되며, 상기 바이패스 통로를 중심에 두고 원주 방향 및 반경 방향을 따라 이격되게 배치되는 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리.
According to clause 3,
Each of the plurality of tubes,
A water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system that is provided in an arc shape and is spaced apart along the circumferential and radial directions with the bypass passage at the center.
제3 항에 있어서,
상기 열 교환부는,
상기 복수의 튜브들의 각각의 내측에 배치되는 냉각 핀을 더 포함하는 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리.
According to clause 3,
The heat exchange part,
A water-cooled intercooler assembly of a lean burn intake system further comprising cooling fins disposed inside each of the plurality of tubes.
제5 항에 있어서,
상기 냉각 핀은,
지그재그 형태로 절곡되어 상기 복수의 튜브들의 각각의 내면과 접합되는 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리.
According to clause 5,
The cooling fins are:
A water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system that is bent in a zigzag shape and joined to the inner surfaces of each of the plurality of tubes.
제3 항에 있어서,
상기 열 교환부는,
내부에 상기 바이패스 통로를 형성하도록 상기 서포터와 결합되는 바이패스 관로 부재
를 더 포함하는 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리.
According to clause 3,
The heat exchange part,
A bypass conduit member coupled to the supporter to form the bypass passage therein.
A water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system further comprising a.
제7 항에 있어서,
상기 바이패스 관로 부재는,
상기 열 교환부의 중앙에서, 상기 바이패스 통로를 통해 상기 인렛 탱크의 과급 공기 유입부와 상기 흡기 매니폴드를 연결하는 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리.
According to clause 7,
The bypass pipe member,
A water-cooled intercooler assembly of a lean burn intake system connecting the charge air inlet of the inlet tank and the intake manifold through the bypass passage, at the center of the heat exchange unit.
제1 항에 있어서,
상기 밸브 조립체는,
상기 인렛 탱크에 회전 가능하게 결합되며, 상기 액추에이터와 연결되는 밸브 회전축과,
상기 바이패스 통로에 대응하는 위치에서 상기 밸브 회전축에 고정되는 밸브 바디
를 포함하는 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리.
According to claim 1,
The valve assembly is,
a valve rotation shaft rotatably coupled to the inlet tank and connected to the actuator;
A valve body fixed to the valve rotation axis at a position corresponding to the bypass passage.
A water-cooled intercooler assembly in a lean-burn intake system comprising a.
제9 항에 있어서,
상기 밸브 바디는,
원형 플랩 형태로 구비되며, 상기 밸브 회전축의 축 방향에 수직 교차하는 방향으로 배치되는 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리.
According to clause 9,
The valve body is,
A water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system that is provided in the form of a circular flap and arranged in a direction perpendicular to the axial direction of the valve rotation axis.
제9 항에 있어서,
상기 밸브 회전 축은,
상기 바이패스 통로를 따라 배치된 바이패스 관로 부재의 하부에 회전 가능하게 결합되는 린번 흡기 시스템의 수냉식 인터쿨러 어셈블리.
According to clause 9,
The valve rotation axis is,
A water-cooled intercooler assembly of a lean-burn intake system rotatably coupled to a lower portion of a bypass pipe member disposed along the bypass passage.
KR1020220082073A 2022-07-04 2022-07-04 Water charge air cooler assembly of lean burn intake system KR20240004034A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220082073A KR20240004034A (en) 2022-07-04 2022-07-04 Water charge air cooler assembly of lean burn intake system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220082073A KR20240004034A (en) 2022-07-04 2022-07-04 Water charge air cooler assembly of lean burn intake system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240004034A true KR20240004034A (en) 2024-01-11

Family

ID=89533693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220082073A KR20240004034A (en) 2022-07-04 2022-07-04 Water charge air cooler assembly of lean burn intake system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240004034A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9551273B2 (en) Charge air cooling system
US20070028901A1 (en) Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine having superchargers
US8336528B2 (en) EGR device
US9488134B2 (en) Engine system having turbo charger
RU155007U1 (en) TURBOCHARGER SYSTEM AND ENGINE SYSTEM
US9816432B2 (en) Engine cooling system
US10330053B2 (en) Pulse separated direct inlet axial automotive turbine
US10337387B2 (en) Applied-ignition, liquid-cooled internal combustion engine with cooled cylinder head
JP2010249129A (en) Charge air cooler and cooling system
JP2000186639A (en) Intake manifold of engine air having built-in intermediate cooler
CN1493790A (en) Radial flow built in medium cooler used for rotary type compressor
ES2361332T3 (en) SYSTEM FOR CONTROL OF GAS CIRCULATION, IN PARTICULAR OF EXHAUST GASES OF AN ENGINE.
US10487722B2 (en) Compressor housing
GB2388423A (en) Air intake cooling system for an engine
JP2007132309A (en) Exhaust gas cooling device for exhaust gas re-circulation device
KR20240004034A (en) Water charge air cooler assembly of lean burn intake system
KR20120067020A (en) Vehicle engine cooling system
JP6399041B2 (en) Turbocharged engine
JPH10220305A (en) Egr device with intercooler
US20190226422A1 (en) Multi-cylinder engine
JPH037540Y2 (en)
JP2007177651A (en) Egr device for internal combustion engine
JPS6030421Y2 (en) Supercharged air cooling system for internal combustion engine with supercharger
JP3137384B2 (en) Intake device for engine with mechanical supercharger
JPH09242548A (en) Intake device for engine with mechanical supercharger